本發(fā)明涉及鋁復合材料制備領(lǐng)域，具體公開了一種高性能阻燃型鋁復合板及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋁復合板是由多層材料復合而成的復合板材(上層、下層均為高純度鋁合金板，中間層為無毒聚丙烯塑料板)，其表面常涂覆有裝飾性和保護性的涂層或薄膜作為飾面層，其具有經(jīng)濟性、多彩性、施工簡單、加工性能良好等優(yōu)勢，一直備受人們的關(guān)注和青睞，在高層建筑的幕墻設(shè)計中得到廣泛使用，并取得了較好的效果。

2、一般的鋁復合板是沒有阻燃效果的，其芯材聚丙烯(pe)塑料板無法滿足阻燃要求，這極大限制了其應用領(lǐng)域?；诖?，阻燃型鋁復合板是一種兼具阻燃性能和鋁復合板材特點的新型裝飾材料，其表面經(jīng)過特殊的處理，具有良好的抗腐蝕、耐候性和防火性能，能夠在火災中有效延緩火勢蔓延。阻燃型鋁復合板的阻燃效應一般是防火阻燃芯材帶來的，現(xiàn)有技術(shù)中常在pe芯材的制備過程中直接加入阻燃劑，然而受相容性影響，阻燃效果無法完全發(fā)揮且可能會影響鋁復合板的力學性能。

3、公開號為cn112848558a的發(fā)明專利公開了一種高強度輕量化防火鋁復合板及其制備工藝，所述防火鋁復合板上下層分別為鋁合金板、鋁合金基板，中間層為阻燃芯板，所述防火鋁復合板上表面設(shè)置有保護膜，所述防火鋁復合板下表面設(shè)置有消音層；所述消音層由內(nèi)至外包括內(nèi)隔音氈、泡沫棉層、外隔音氈，所述泡沫棉層的橫截面為蜂窩型結(jié)構(gòu)，其中，所述阻燃芯板，按質(zhì)量份數(shù)計，主要由以下組分構(gòu)成：低密度聚乙烯65-75份、改性水滑石20-25份、膨脹蛭石粉5-8份、聚磷酸胺3-5份、抗氧劑10101-3份。該鋁復合板防火等級達到a1，具有優(yōu)異的強度、沖擊和拉伸性能。然而其各層間通過軋制復合，且現(xiàn)有技術(shù)中用于阻燃型鋁復合板的膠黏劑也常出現(xiàn)粘結(jié)強度不高、耐熱耐老化性能欠佳問題，其各層間穩(wěn)定性欠佳，長期使用性差。

4、針對于此，本發(fā)明公開一種高性能阻燃型鋁復合板顯得尤為重要。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種高性能阻燃型鋁復合板及其制備方法。本發(fā)明公開的高性能阻燃型鋁復合板具有較好的阻燃效果，防火等級高，各層間粘結(jié)良好，穩(wěn)定性高，且輕質(zhì)耐用。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、本發(fā)明一方面提供了一種高性能阻燃型鋁復合板，所述鋁復合板自上向下依次包含上層的鋁板、中間層的阻燃芯材、底層的鋁板，各層通過特制膠黏劑粘結(jié)；其中，所述上層的鋁板和底層的鋁板均為鋁合金板，厚度為0.5～0.8mm。

4、優(yōu)選地，所述鋁合金板的厚度為0.65mm。

5、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述中間層的阻燃芯材包含以下重量份的原料：聚丙烯40-60份、改性無鹵阻燃劑20-35份、抗氧劑1680.5-3份、發(fā)泡劑0.1～2份、分散劑0.5～1份。

6、優(yōu)選地，所述中間層的阻燃芯材的制備步驟如下：在反應器中加入改性無鹵阻燃劑和分散劑，攪拌，再加入聚丙烯、抗氧劑168和發(fā)泡劑，混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出板材機擠出成型，即得所述中間層的阻燃芯材。

7、優(yōu)選地，所述經(jīng)雙螺桿擠出板材機擠出成型的料筒溫度為170-180℃，模頭溫度為165-175℃，間隙為2-3mm。

8、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述改性無鹵阻燃劑的制備步驟如下：

9、在反應器中加入無水乙醇和去離子水，再加入二乙基次磷酸鋁，攪拌分散，調(diào)節(jié)ph為9～10，再加入有機硅氧烷，在攪拌狀態(tài)下升溫至40～60℃，反應1～3h，過濾后將過濾物經(jīng)洗滌、抽提和干燥，即得所述改性無鹵阻燃劑。

10、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述有機硅氧烷為甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的混合。

11、優(yōu)選地，所述甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:(0.8～1.2)。

12、進一步優(yōu)選地，所述甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷的質(zhì)量比為1:1。

13、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述二乙基次磷酸鋁和有機硅氧烷的質(zhì)量比為10:(3～6)。

14、優(yōu)選地，所述二乙基次磷酸鋁和有機硅氧烷的質(zhì)量比為10:4.5。

15、優(yōu)選地，所述無水乙醇和去離子水的質(zhì)量比為(1～3):1。

16、進一步優(yōu)選地，所述無水乙醇和去離子水的質(zhì)量比為2:1。

17、優(yōu)選地，所述無水乙醇和去離子水的加入總量為二乙基次磷酸鋁質(zhì)量的2～4倍。

18、本發(fā)明通過引入特定選擇和比例的有機硅氧烷甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷對二乙基次磷酸鋁進行改性，得到了高相容性和阻燃效果穩(wěn)定的改性無鹵阻燃劑，這可能是由于有機硅氧烷上的硅氧烷和硅烷氧基以硅羥基附著在二乙基次磷酸鋁表面形成氫鍵，同時與二乙基次磷酸鋁表面的羥基縮合形成了化學鍵合作用促成的，此時改性無鹵阻燃劑具有較強的疏水性，且表面由于附著有機硅氧烷鏈段出現(xiàn)一定程度的粗糙，這均有利于改性無鹵阻燃劑在阻燃芯材體系中與其它組分的相容和結(jié)合，發(fā)揮了更高效的阻燃效果。

19、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述特制膠黏劑包含以下重量份的原料：乙烯-醋酸乙烯酯共聚物50-80份、雙酚a型環(huán)氧樹脂2-5份、苯乙烯-馬來酸酐共聚物0.1-5份、松香樹脂8～12份、石蠟1～5份、納米二氧化鈦5-10份、抗氧劑1680.5-2份和改性滲透劑1～5份。

20、優(yōu)選地，所述特制膠黏劑的制備步驟如下：

21、將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、雙酚a型環(huán)氧樹脂、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、納米二氧化鈦和石蠟混合，升溫至100～120℃，攪拌30～60min，降至50～60℃后，再加入改性滲透劑、松香樹脂、抗氧劑168，升溫至70～90℃，攪拌60～90min，轉(zhuǎn)移至雙螺桿擠出機中，升溫至170～180℃熔融擠出造粒，即得所述特制膠黏劑。

22、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述改性滲透劑的制備步驟如下：

23、在反應器中加入異辛醇聚氧乙烯醚，升溫至50～60℃，再加入二甲基二氯硅烷的石油醚混合液，恒溫反應1～1.5h，經(jīng)旋蒸和堿水洗滌，再加入皂土的水分散液，經(jīng)超聲分散，在40～60℃攪拌反應5～15min，冷卻至室溫，經(jīng)去離子水洗滌、干燥，即得所述改性滲透劑。

24、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述異辛醇聚氧乙烯醚和皂土的水分散液中皂土的質(zhì)量比為10：(0.6～1)。

25、優(yōu)選地，所述異辛醇聚氧乙烯醚和皂土的水分散液中皂土的質(zhì)量比為10：0.8。

26、在本發(fā)明的一些實施方案中，所述異辛醇聚氧乙烯醚和二甲基二氯硅烷的石油醚混合液中的二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為20：(1.4～1.7)。

27、優(yōu)選地，所述異辛醇聚氧乙烯醚和二甲基二氯硅烷的石油醚混合液中的二甲基二氯硅烷的質(zhì)量比為20：1.55。

28、優(yōu)選地，所述二甲基二氯硅烷的石油醚混合液的二甲基二氯硅烷濃度為10～15wt％。

29、進一步優(yōu)選地，所述二甲基二氯硅烷的石油醚混合液的二甲基二氯硅烷濃度為12.5wt％。

30、優(yōu)選地，所述皂土的水分散液的濃度為3～5wt％。

31、進一步優(yōu)選地，所述皂土的水分散液的濃度為4wt％。

32、優(yōu)選地，所述納米二氧化鈦的平均粒徑為5～10nm。

33、如前所述，本發(fā)明首先對聚丙烯芯材進行阻燃改性，得到一種高性能的阻燃芯材，有效提高了鋁復合板的阻燃性能，提高了鋁復合板的防火等級，具有較好的防火隔熱效果，然而，當鋁復合板應用于建筑外墻做裝飾材料時，現(xiàn)有的膠黏劑在阻燃芯材和鋁合金板間的粘結(jié)力長效性不佳，本發(fā)明則制備得到一種特制膠黏劑，其特別加入一種改性滲透劑，通過引入二甲基二氯硅烷和皂土對異辛醇聚氧乙烯醚進行改性，二甲基二氯硅烷對異辛醇聚氧乙烯醚的末端羥基封端，在滲透劑分子中引入了硅單元，后與皂土共混，當將其加入特制膠黏劑體系時，賦予了該特制膠黏劑更強的滲透性，且粘度適中，促進其在鋁復合板各層間，特別是在含改性無鹵阻燃劑的阻燃芯材和鋁復合板間提供穩(wěn)定且高強度的粘結(jié)力，適配性更佳；另一方面解決了鋁復合板常用膠黏劑易受晝夜溫差而導致的鼓包問題，可能是由于改性滲透劑由于異辛醇聚氧乙烯醚羥基被封端，提高改性滲透劑的內(nèi)聚力，當其加入特制膠黏劑體系時顯著降低了起泡現(xiàn)象，而皂土的引入還促使體系的流動性增加，共同促使特制膠黏劑在鋁復合板待膠粘面間的均勻滲透，提升了鋁復合板的平整度和長期耐用性，性能優(yōu)良。

34、優(yōu)選地，所述中間層的阻燃芯材的厚度為1.4～3mm。

35、進一步優(yōu)選地，所述中間層的阻燃芯材的厚度為2.2mm。

36、本發(fā)明另一方面還提供了一種高性能阻燃型鋁復合板的制備方法，包含以下步驟：將中間層的阻燃芯材上表面和下表面均涂覆特制膠黏劑之后，將鋁板覆于中間層的阻燃芯材上表面形成上層的鋁板，將另一鋁板覆于中間層的阻燃芯材下表面形成底層的鋁板，再經(jīng)過熱壓復合，即得所述高性能阻燃型鋁復合板。

37、優(yōu)選地，所述熱壓復合的操作為在室溫、調(diào)節(jié)壓力為50～80mpa下壓合30～60s，再升溫至200～500℃，調(diào)節(jié)壓力為100～300mpa下壓合60～120s，保壓冷卻至室溫。

38、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

39、(1)本發(fā)明公開的高性能阻燃型鋁復合板具有較好的阻燃效果，防火等級高，各層間粘結(jié)良好，穩(wěn)定性高，且輕質(zhì)耐用。

40、(2)本發(fā)明通過引入特定選擇和比例的有機硅氧烷甲基三乙氧基硅烷和四乙氧基硅烷對二乙基次磷酸鋁進行改性，得到了高相容性、阻燃效果穩(wěn)定、具有較強疏水性且表面出現(xiàn)粗糙的改性無鹵阻燃劑，提高了改性無鹵阻燃劑在阻燃芯材體系中的結(jié)合和相容作用，發(fā)揮了更高效的阻燃效果。

41、(3)本發(fā)明制備得到一種特制膠黏劑，該膠黏劑能夠在鋁復合板各層間，特別是在含改性無鹵阻燃劑的阻燃芯材和鋁復合板間提供穩(wěn)定且高強度的粘結(jié)力，適配性佳；另一方面解決了鋁復合板常用膠黏劑易受溫差影響而導致的鼓包、開裂和粘結(jié)不牢靠的問題，提升了鋁復合板的平整度和長期耐用性。